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        合成氨前系統(tǒng)放空天然氣回收與利用

        2015-12-17 03:15:45黃玉峰
        化工設(shè)計(jì)通訊 2015年1期
        關(guān)鍵詞:回收合成氨節(jié)能減排

        黃玉峰

        (中海石油化學(xué)股份有限公司,海南 東方 100029)

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        合成氨前系統(tǒng)放空天然氣回收與利用

        黃玉峰

        (中海石油化學(xué)股份有限公司,海南 東方100029)

        摘要:合成氨裝置在開(kāi)車過(guò)程中為了催化劑升溫或保護(hù)一段爐盤(pán)管有大量的天然氣放空,經(jīng)過(guò)回收利用和使之循環(huán)利用,即節(jié)能降耗更是保護(hù)了環(huán)境。

        關(guān)鍵詞:合成氨;回收;節(jié)能減排;技改

        0引言

        中海石油化學(xué)股份有限公司二期裝置是年產(chǎn)45萬(wàn)t合成氨裝置,是由美國(guó)KBR(Kellogg & Brown Root)公司總承包,采用KBR公司深冷凈化技術(shù)設(shè)計(jì)而成,其工藝具有節(jié)能、易操作和較強(qiáng)的貧氣處理能力。

        自2004年原始開(kāi)車至今合成裝置共計(jì)停車56次(包括計(jì)劃停車),隨著對(duì)系統(tǒng)的熟知及外界供氣良好的協(xié)調(diào),最近幾年停車次數(shù)平均每年3次;裝置開(kāi)車(冷態(tài)、熱態(tài)開(kāi)車)期間,由于工藝需要,有一定量的天然氣、工藝氣需要排放(以下簡(jiǎn)稱乏氣),造成了資源的大量浪費(fèi);特別在冷、熱態(tài)開(kāi)車期間,轉(zhuǎn)化爐盤(pán)管升溫保護(hù)用天然氣直排,浪費(fèi)更為明顯。

        1合成裝置開(kāi)車階段天然氣放空分析

        1.1 冷態(tài)開(kāi)車

        冷態(tài)開(kāi)車是指從快鍋點(diǎn)火至開(kāi)工加熱爐滅火,整個(gè)冷態(tài)開(kāi)車過(guò)程需要72h。各階段的天然氣耗量和時(shí)間如下圖1所示。

        圖1 各階段天然氣耗量和時(shí)間關(guān)系圖

        各階段工藝氣放空量和組份情況分別見(jiàn)表1和表2。

        表1 各排放階段及排放控制閥

        表2 排放點(diǎn)組份數(shù)據(jù)明細(xì)表

        1.2 熱態(tài)開(kāi)車

        熱態(tài)開(kāi)車是指一段爐處于蒸汽鈍化階段恢復(fù)開(kāi)車。熱態(tài)開(kāi)車從系統(tǒng)具備恢復(fù)開(kāi)車條件到合成塔開(kāi)工加熱爐滅火,合成回路放空全部回收,熱態(tài)開(kāi)車過(guò)程需要28h,總耗氣量218萬(wàn)m3。各階段工藝氣放空量和組分情況和冷態(tài)開(kāi)車相同。

        圖2 熱態(tài)開(kāi)車各階段工藝氣放量和組分情況圖

        從冷、熱態(tài)裝置開(kāi)車來(lái)看,均有大量的天然氣工藝氣放空,造成原料的大量損耗,從脫硫后放空的主要是天然氣,和裝置界區(qū)氣體組份一致,這就為循環(huán)利用提供了基礎(chǔ)性保障,而脫碳前系統(tǒng)放空以及合成系統(tǒng)放空組份均發(fā)生了較大的變化,若回收到前系統(tǒng)對(duì)前系統(tǒng)工況以及壓縮機(jī)影響較大,本次考慮回收,主要回收脫硫后放空的天然氣。

        2流程設(shè)計(jì)思路及流程

        合成氨裝置開(kāi)車在化工投料前放空集中在脫硫后,其主要放空物料為天然氣,放空物料的溫度在371℃,而天然氣界區(qū)進(jìn)入合成系統(tǒng)時(shí)天然氣溫度為29℃,如果要回收此放空物料,就必須使放空物料的溫度從371℃下降到29℃,才不會(huì)對(duì)壓縮機(jī)造成影響,由于溫度下降溫差較大,為了更有效的進(jìn)行換熱,采用了內(nèi)波螺紋管,提高其換熱效率,設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)圖如下圖3,紅線部分為新增部分:

        圖3 流程簡(jiǎn)圖

        改造前在氮?dú)馍郎鼗蛲\嚤Wo(hù)一段爐盤(pán)管的時(shí)候,放空主要在脫硫后,每小時(shí)3萬(wàn)m3左右,改造后,使之形成一個(gè)循環(huán),脫硫后的放空關(guān)閉,循環(huán)利用,新增換熱器采用循環(huán)水降溫,因合成裝置后系統(tǒng)都還未開(kāi),此時(shí)循環(huán)水量是多余的,可以滿足生產(chǎn)需要。

        3項(xiàng)目的投用

        2013年8月16日凌晨1∶00,根據(jù)開(kāi)車進(jìn)度,二期裝置由氮?dú)馍郎剞D(zhuǎn)入蒸汽升溫,由于本次是冷態(tài)開(kāi)車,放空在脫硫后,乏氣回收裝置氮?dú)庵脫Q合格,循環(huán)水投用正常。4∶00乏氣回收裝置逐步并入系統(tǒng),緩慢關(guān)閉放空,逐步開(kāi)大新增換熱器入口閥,直至全部并入系統(tǒng),本次回收氣量3萬(wàn)m3/h,系統(tǒng)未產(chǎn)生波動(dòng),壓縮機(jī)運(yùn)行正常,投用正常。

        4項(xiàng)目效益評(píng)估

        該項(xiàng)目節(jié)能效果明顯,若1a按3次停車計(jì)算,每次開(kāi)停車回收10h,每小時(shí)回收3萬(wàn)m3,那么每年可回收的天然氣量為90萬(wàn)標(biāo)方天然氣,折660t標(biāo)準(zhǔn)煤,折合人民幣135萬(wàn)(天然氣按1.5元/標(biāo)方)。

        該項(xiàng)目從設(shè)計(jì)上看,是非常不錯(cuò)的節(jié)能減排項(xiàng)目,項(xiàng)目實(shí)施后,達(dá)到了我們預(yù)期的技改目的,減排降耗效果非常顯著,此改造也為我們的技術(shù)管理、技術(shù)創(chuàng)新提供了一些很好的思路,值得我們加以推廣應(yīng)用。

        Exhaust Natural Gas Recovery and Utilization of Ammonia Synthesis Front-end System

        HUANGYu-feng

        (China BlueChemical Ltd,Dongfang,100029)

        Abstract:A large amount of natural gas is exhausted during start-up of ammonia synthesis plant. After recovery and cycle use,energy consumption is decreased and environment is protected.

        Key words:ammonia synthesis;recovery;energy-saving;technical transformation

        中圖分類號(hào):TQ113.29

        文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

        文章編號(hào):1003-6490(2015)01-0011-02

        作者簡(jiǎn)介:黃玉峰(1980-),男,本科,2002年畢業(yè)于河北科技大學(xué),化工工藝工程師,參加富島二期原始開(kāi)車,現(xiàn)從事公司節(jié)能減排管理工作。

        收稿日期:2015-01-21

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